某變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)方案

1、某變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)摘 要隨著科技的快速發(fā)展，變電站現(xiàn)在已經(jīng)變得越來越普及了，近幾年變電站更有了向智能化發(fā)展的勢頭。而且目前，變電站在國民經(jīng)濟(jì)中也凸顯出了越發(fā)重要的地位。但變電站在發(fā)展的同時(shí)，同樣的對其所工作的環(huán)境也提出了更高和更為嚴(yán)格的要求。為了更好的提高經(jīng)濟(jì)效益，其便對變電站的運(yùn)行效率提出了新的要求，所以這也就需要與之相配對的繼電保護(hù)系統(tǒng)和系統(tǒng)運(yùn)行所需要的沒有功率的補(bǔ)償裝置，裝置可以幫助系統(tǒng)得到一定的優(yōu)化，此外還能提升補(bǔ)償效果，在一定的程度上降低電站的工作量，減少電量的損失。12所以要想讓變電站更好的運(yùn)行下去，做好變電站的電氣設(shè)計(jì)非常有必要，所以本文以浙江某地區(qū)為例，來設(shè)計(jì)變電站電氣一

2、部分設(shè)計(jì)，通過對變電站進(jìn)行相應(yīng)的變壓器型號和數(shù)量作對比，選擇出最合適的變壓器，希望該課題可以豐富變電站相關(guān)文獻(xiàn)，更能對其他地區(qū)的變電站設(shè)計(jì)提供一定的設(shè)計(jì)思路。關(guān)鍵詞：變電站；短路電流；設(shè)備選擇；部分設(shè)計(jì)IIABSTRACTWith the rapid development of science and technology, substations have become more and more popular now, and in recent years, substations have become more intelligent. And at present, subst

3、ations are playing an increasingly important role in the national economy. However, with the development of substations, higher and stricter requirements are put forward for the working environment. In order to improve the economic benefits, it puts forward new requirements for the operation efficie

4、ncy of substations, so it also needs a matching relay protection system and a compensation device without power, which can help the system to be optimized to some extent, in addition, it can improve the compensation effect, reduce the workload of power stations and reduce the loss of electricity to

5、a certain extent. 12 Therefore, in order to make the substation run better, it is very necessary to do a good job in the electrical design of the substation. Therefore, this paper takes a certain area in Zhejiang as an example to design a part of the electrical design of the substation, and compares

6、 the corresponding transformer types and quantities to select the most suitable transformer. It is hoped that this topic can enrich the relevant literature of the substation and provide some design ideas for substation design in other areas.Key Words：substation; short circuit current; equipment sele

7、ction；partial design目錄第一章 任務(wù)書1（一）設(shè)計(jì)要求1（二）原始資料1（三）設(shè)計(jì)任務(wù)1第二章 說明書1（一）概述11.設(shè)計(jì)依據(jù)1（二）設(shè)計(jì)變電站規(guī)模21.變電站建設(shè)規(guī)模22.通用設(shè)計(jì)、設(shè)備、造價(jià)應(yīng)用23.負(fù)荷預(yù)測表3（三）變電站建設(shè)的必要性3第三章 主接線設(shè)計(jì)方案3（一）主接線的設(shè)計(jì)原則31.主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)42.主接線的基本要求4（二）主接線的設(shè)計(jì)和論證41.單母線接線42.單母線分段接線53.雙母線接線6（三）得出結(jié)論6（四）電氣主接線圖6第四章 主變的臺(tái)數(shù)和容量的選擇7（一）主變臺(tái)數(shù)的選擇7（二）選擇主變壓器形式71.主變壓器的連接方式72.選擇冷卻方式73.選擇調(diào)

8、壓方式74.得出結(jié)論8（三）斷路器隔離開關(guān)的選擇81.35kV側(cè)進(jìn)線斷路器和隔離開關(guān)的選擇82.35kv主變壓器測斷路器和隔離開關(guān)的選擇9第五章 短路電流的計(jì)算10（一）概念10（二）計(jì)算目的10（三）一般規(guī)定10（四）短路涉及到的物理量11（五）計(jì)算電流的過程11第六章 計(jì)算書12（一）主變量容量的計(jì)算12（二）站用變?nèi)萘?2（三）所選擇的變壓器型號和技術(shù)數(shù)據(jù)12（四）短路電流的計(jì)算12參考文獻(xiàn)15致 謝1616第一章 任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)要求這次設(shè)計(jì)的要求主要為建立工程師該有的設(shè)計(jì)觀念、掌握變電站設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)自身獨(dú)立思考的能力。（二）原始資料（該部分內(nèi)容的電站或電廠的真實(shí)地名可以用編號代替

9、）本次所選擇的電氣站，主要的情況為如下，截止到2017年12月，其已經(jīng)基本上建成了500kv的高壓電站，其主要以220kv為骨干，110kv的鏈?zhǔn)胶蜕渚€的結(jié)構(gòu)為主要，并由電廠1、電廠2和電廠3三大電廠為主要的支網(wǎng)架。3的直調(diào)電廠共有七座，其總的裝機(jī)容量為863.2完千瓦，當(dāng)?shù)氐碾姀S則有33座，其總的撞擊容量則為70.46萬千瓦。而這次所選擇的建廠地點(diǎn)是XX最南端、XX西南部的某個(gè)縣，其總面積多達(dá)1762平方公里，該地方作為國家級的生態(tài)示范村，擁有10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。XX縣的電力情況為，截止到2017年12月，共有122座順電站，裝機(jī)總量為233.8MW，水電裝機(jī)占總的94.9%，為221.8MW，光伏

10、裝機(jī)占5.1%，為12MW，經(jīng)過相關(guān)材料整理可得，該縣電網(wǎng)的規(guī)模為如下：表 1 所選擇地方的電網(wǎng)規(guī)模變電站座數(shù)變壓器臺(tái)數(shù)總?cè)萘?20kV變電站12330MVA110kV變電站36271.5MVA35kV變電站7（公變）14152.6MVA1（用戶變）26.5MVA（三）設(shè)計(jì)任務(wù)這次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)為確定本變電站所的主電路，論證出所設(shè)計(jì)的方案的最佳方案，計(jì)算出短路的電流和選擇導(dǎo)體和電氣的設(shè)備。第二章 說明書（一）概述1.設(shè)計(jì)依據(jù)表 2 設(shè)計(jì)依據(jù)序號文件名1基建變電站在線監(jiān)測裝置安裝指導(dǎo)意見變電站全壽命周期設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）2關(guān)于下放國家電網(wǎng)公司輸變電工程提高設(shè)計(jì)使用壽命指導(dǎo)意見（試行）實(shí)施細(xì)

11、則的通知3國網(wǎng)公司35kV智能變電站模塊化建設(shè)通用設(shè)計(jì)4變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范5變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范6變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范7站用交直流一體化電源系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范835110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范93110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范10變電站總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程11建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范12火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范13建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范14消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（二）變電站建設(shè)的必要性變電站的建設(shè)是非常有必要的，變電站的建設(shè)一方面可以保證地區(qū)可以更加安全和可靠的供電，另一方也可以滿足隨著時(shí)代飛快發(fā)展，人們對電荷日益提高的需求。這次所選擇的變電站的地址是在浙江最南端、溫州西南部的泰順縣

12、，主要供電情況是站址的附近為工地和原地，附近的地勢的坡度變化比較大。戰(zhàn)區(qū)的范圍自然標(biāo)高是在248.26259.42米之間。根據(jù)重慶水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院杭州分院，在2015年八月份所提供的對泰順縣百丈35KV的變電工程供水情況的分析報(bào)告里面可以得知，洪水對這次的建筑不會(huì)產(chǎn)生過多的影響，所以不用過分顧及洪水。但綜合考慮到整體的場地土地保持一個(gè)穩(wěn)定，所以將北側(cè)的擋墻的高度一級進(jìn)站的道路的旁邊的高度設(shè)置為253.4m。第三章 主接線設(shè)計(jì)方案（一）設(shè)計(jì)變電站規(guī)模1.變電站建設(shè)規(guī)模表 3 變電站建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目名稱本期終期主變壓器容量1×10MVA2×20MVA電壓等級35kV/10

13、kV35kV/10kV35kV進(jìn)出線1回（單母線）4回（單母線分段）10kV出現(xiàn)8回（單母線分段）12回（單母線分段）無功補(bǔ)償容量2×1000kvar2×（1000+2000）kvar站用變?nèi)萘?×50kVA2×50kVA2.通用設(shè)計(jì)、設(shè)備、造價(jià)應(yīng)用表 4 35kv百丈變通用設(shè)計(jì)、設(shè)備、成果應(yīng)用表工程概況電壓等級35/10主變臺(tái)數(shù)及容量（MVA）1×10出現(xiàn)規(guī)模（高/低）1/8變電站類型戶外無人值班變電站配電裝置類型AIS設(shè)計(jì)方案通用設(shè)計(jì)方案編號35-C-I通用設(shè)備主變壓器設(shè)備編號BT-A-1000035kV斷路器設(shè)備編號BQF-A-1250/

14、2535kV隔離器設(shè)備編號BQS-2D-1250/2535kV電壓互感器編號BPT35kV避雷器編號BMOA-51/13435kV支柱絕緣子編號BPI-635kV站用變壓器編號BT-E-50/020kV穿墻套管編號DCI1-250010kV并聯(lián)電容器裝置編號AC-KI10kv開關(guān)設(shè)備參數(shù)AKG-1250/31.53.負(fù)荷預(yù)測表負(fù)荷預(yù)測表為下表：表 5 負(fù)荷預(yù)測表年份2016年2017年2019年2025年遠(yuǎn)景最大負(fù)荷2.0MW2.2MW3.0MW9MW18MW百丈比1×10MVA2×10MVA2×20MVA容載比2.32.22.2司前負(fù)荷預(yù)測表為下表：表 6 司前

15、負(fù)荷預(yù)測表年份2016年2017年2019年2025年遠(yuǎn)景司前變10+8MVA10+8MVA10+8MVA2×10MVA2×10MVA百丈變1×10MVA2×10MVA2×10MVA總?cè)萘?8MVA18MVA28MVA38MVA60MVA最大負(fù)荷-9.21MW-9.37MW11.5MW18MW30MW容載比1.951.922.42.12.0（二）主接線的設(shè)計(jì)原則1.主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)主要有四點(diǎn)，第一點(diǎn)是負(fù)荷的大小、第二點(diǎn)為系統(tǒng)備用容量的大小、第三點(diǎn)為運(yùn)行時(shí)的備用電量不能少于8%10%，這樣才能更好的適應(yīng)負(fù)荷的突變，第四點(diǎn)為需要裝備

16、兩臺(tái)或者以上的變壓器的變電所，這樣當(dāng)其中一臺(tái)因?yàn)槭裁词虑閿嚅_的時(shí)候另一臺(tái)還可以繼續(xù)工作，負(fù)擔(dān)變電所工作所需要的負(fù)荷。32.主接線的基本要求電器的主接線要滿足以下三個(gè)要求：（1）可靠性這是電力分配和生產(chǎn)的必要條件之一，如果電器的主接線不穩(wěn)定的話變電所往往很難正常工作。（2）靈活性主接線要具有靈活性，即可以在調(diào)度和檢修的時(shí)候可以滿足擴(kuò)建的需要，舉例說明，在調(diào)度的時(shí)候，主接線要靈活，能進(jìn)行投入和切斷電源、線路和變壓器等任務(wù)；而且在檢修的時(shí)候，主接線要能方便的運(yùn)斷路器和保護(hù)繼電保護(hù)的措施。（3）經(jīng)濟(jì)性主接線不僅要滿足上面所說的，具有可靠性和靈活性，還要在前兩者的基礎(chǔ)之上做到經(jīng)濟(jì)合理。主接線應(yīng)該要滿足簡

17、單、經(jīng)濟(jì)適用的原則，其不僅能更好的對繼電產(chǎn)生保護(hù)，還不能讓二次回路過于的復(fù)雜，這樣也能更好的節(jié)省二次設(shè)備的使用和進(jìn)一步控制電纜，此外，主接線最好是占地的面積不能太大，太大的話容易給配電的裝置布置帶來麻煩，所以要盡可能的減少主接線的占地面積；此外，要選擇經(jīng)濟(jì)合理的主變壓器種類、容量、數(shù)量、要盡可能的避免出現(xiàn)因?yàn)閮纱巫儔憾鴰淼碾娔艿膿p失。4（三）主接線的設(shè)計(jì)和論證根據(jù)變電站的性質(zhì)可以知道對單母線接線和單母線分段接線以及外橋型界限和內(nèi)橋型界限這幾種主接線的方案可以選擇，但到底應(yīng)該選擇哪一種方案呢？論文會(huì)繼續(xù)論述下去：1.單母線接線（1）優(yōu)點(diǎn)：單母線接線的有點(diǎn)是比較簡單而且清楚，用到的設(shè)備不多，操作

18、起來比較的方便和便于擴(kuò)建以及采用成套的配電裝置使用。（2）缺點(diǎn)：但缺點(diǎn)是不夠靈活，一旦其中任何一個(gè)元件出現(xiàn)了問題就很有可能會(huì)影響整個(gè)配電裝置的使用，而且單母線如果用的是隔離開關(guān)分段的話，那么一旦其中一段的母線出現(xiàn)了故障，很有可能導(dǎo)致整個(gè)的回路都會(huì)停電，并且在用隔離開關(guān)把出現(xiàn)問題的母線進(jìn)行分開之后才能更好的恢復(fù)其他沒有問題的電線路段的使用。（3）適用范圍：單母線的適用范圍主要是在6220kV的系統(tǒng)當(dāng)中，這樣的系統(tǒng)出現(xiàn)的回路往往不多，所以對供電的可靠性也不會(huì)要求的很高，基本上小型的發(fā)電廠和變電站都是可以使用的。52.單母線分段接線單母線分段連接方式具體為下圖：圖 1 單母線分段接線方式單母線分段連

19、接具體可以分為如下幾種：（1）用隔離開關(guān)分段這種使用隔離開關(guān)分段的單母線接線，其實(shí)就是將單母線弄成兩個(gè)小分段，然后分隔開的地方用隔離開關(guān)進(jìn)行連接。這樣做可以很好的方便之后母線做輪流的檢修，也就在一定程度上縮小了檢修母線時(shí)的停電范圍，此外，要是想要檢修其中一段的母線的，也不需要太麻煩，直接斷開需要檢修片段母線連接的引出線和電源回路，其他的片段也不會(huì)受到其的影響。但是需要注意的是，如果兩個(gè)電源采用的是并列的運(yùn)行方式的話，那么一旦某段母線出現(xiàn)故障，那么所有的電源開關(guān)也會(huì)隨之出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，全部的裝置更會(huì)出現(xiàn)短期類的停電現(xiàn)象，要想解決停電的問題就要將開關(guān)分段隔離開來，待將有故障的母線分離開來之后，才單

20、獨(dú)修理有問題的母線。6（2）用斷路器分段使用隔離開關(guān)的單母線進(jìn)行連接的時(shí)候雖然可以在一定程度上減少母線檢修和出現(xiàn)故障時(shí)的所涉及到的停電范圍，但一旦母線出現(xiàn)故障，那么就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)停電的現(xiàn)象，要想恢復(fù)沒有出現(xiàn)故障的母線的運(yùn)行，那就需要分段隔離的開關(guān)拉開這樣才能解決這個(gè)問題。通過上述的分析可以總結(jié)出使用斷路器分段的單母線的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：斷路器分段具有單母線接線方便、經(jīng)濟(jì)、簡單和安全的優(yōu)點(diǎn)，尤其是不分段的單母線進(jìn)行相比時(shí)，其供電的可靠性相較來說更高，同時(shí)也縮短了開關(guān)檢修或者出現(xiàn)故障的時(shí)候的停電范圍；此外，非故障的母線線段目前已經(jīng)可是實(shí)現(xiàn)即使出現(xiàn)了故障的母線，其他沒有出現(xiàn)故障的母線依舊可以正常的工

21、作。缺點(diǎn)：斷路器分段的缺點(diǎn)為一旦出現(xiàn)任何一個(gè)分段的母線或者母線的隔離和開關(guān)檢修以及故障時(shí)，連接在分段母線上所進(jìn)出的回路就會(huì)停止工作，這對于容量比較大而且出現(xiàn)的回路比較多的配電裝置來說比較麻煩，屬于不能輕易忽視的缺點(diǎn)。（3）單母線分段帶旁路母線的接線在實(shí)際檢修線路斷路的過程中，需要注意的是不能中斷對于該線路的供電情況，可以嘗試著增加旁路的實(shí)施，其中便包括旁路開關(guān)的電器和母線。3.雙母線接線為了更好的克服好單母線分段接線所存在的缺點(diǎn)，可以發(fā)展其雙母線的接線。而且按照每一個(gè)回路所連接的斷路器的述目不同，來設(shè)置相應(yīng)的雙短路接線。而且后面兩種的連接方式去雙重接線的連線方式，指的是兩臺(tái)斷路器和一個(gè)回路進(jìn)行

22、相連，然后在比較高的配電設(shè)置中得到了比較高的使用。先來分析單斷路器雙母線接線所存在的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)可以表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：首先是無論是檢修任何其中一段的母線，都不需要刻意的去中斷其供電，也就是說只要進(jìn)行道閘操作的話就可以將出現(xiàn)回路切換到其他組中的其他母線上工作，然后可以直接去檢修其他組的母線；此外，要是想要檢修其中任何一段隔離開關(guān)的時(shí)候，所需要做的就是停運(yùn)回路即可；而且一旦母線出現(xiàn)任何問題都可以迅速的修理好；而且單斷路器雙母接線調(diào)度比較靈活而且比較的試驗(yàn)、擴(kuò)建起來也比較的方便；檢修任何其中一段回路的斷路的時(shí)候，都可以采用“跨條”的方法，這樣可以更好的避免因?yàn)樵摼€比較長而導(dǎo)致的停電情況。7其缺點(diǎn)則

23、可以表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其接線比較的復(fù)雜，所以在倒母線的過程中，如果把隔離開關(guān)當(dāng)成了操作電器來使用，那么是很容易發(fā)生操作上的事故的；此外，如果工作的母線出現(xiàn)了斷路的現(xiàn)象，那么在切換母線的過程中就要在短時(shí)間停電。（四）得出結(jié)論通過上述對三種接線方式的比較，發(fā)現(xiàn)選擇單母線接線來作為35KV側(cè)接線方式會(huì)比較的好，當(dāng)然，這是和其他兩種方式比較之后得出的結(jié)論。8尤其是考慮到這次所設(shè)計(jì)的變電站是35KV的，所以要考慮供電的可靠性和負(fù)荷的增長情況，所以選擇在10KV下的單母線分段接線方式。（五）總電氣主接線圖下圖為電氣主接線圖：圖 2 總電氣主接線圖第四章 主變的臺(tái)數(shù)和容量的選擇（一）主變臺(tái)數(shù)的選擇如果無法

24、正確的選擇主變的臺(tái)數(shù)的話，那么就容易帶來系統(tǒng)安全的浪費(fèi)和不合理供電的情況。在目前常規(guī)情況下，選擇主變臺(tái)數(shù)的原則為：一般的用戶安裝的變壓器臺(tái)數(shù)為12臺(tái)，但考慮到為了更好的提高機(jī)器的可靠性，所以選擇兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)是用來當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)主變的故障的時(shí)候，避免因?yàn)闄z修而會(huì)對所有的變電所都會(huì)出現(xiàn)問題，所以選擇的兩臺(tái)變壓器是主變的，可以互相當(dāng)作備用的，當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障，另一臺(tái)可以支持繼續(xù)使用，且可以支持系統(tǒng)運(yùn)行所需要的75%以上的電荷。（二）選擇主變壓器形式1.主變壓器的連接方式主變壓器在繞組的時(shí)候，其連接方式要和系統(tǒng)的電壓保持一致，否則，系統(tǒng)是無法并列運(yùn)行的。而電力的系統(tǒng)所采用的繞組方式目前所支持的只有星

25、形三角形，以及低、中、高的三冊繞組的方式，具體使用到的工具要根據(jù)實(shí)際的情況來確定?？紤]到35KV的系統(tǒng)情況，所以采用的是星形連接方式，該種連接方式和220KV、110KV系統(tǒng)的線電壓所對應(yīng)的相位角等于零度的時(shí)候比較相似，所以可能就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或者三個(gè)繞組全星形所連接的變壓器的情況。2.選擇冷卻方式主變壓器的冷卻方式可供選擇的有自然風(fēng)的冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。9考慮到這次所設(shè)計(jì)的變壓器的容量比較的小，所以選擇自然風(fēng)冷卻的方法。3.選擇調(diào)壓方式選擇調(diào)壓方式的時(shí)候，是借助分解開關(guān)的切換來對變壓器進(jìn)行分接頭的，從而才能改變變壓器的變化比例，進(jìn)而也就實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓的目的。調(diào)壓切換的方式一般有

26、兩種，一種是無激勵(lì)的調(diào)壓，這種調(diào)壓方式的范圍是控制在±5%的范圍內(nèi)，另一種則是有載的調(diào)壓，這種調(diào)壓的方式可以控制的范圍是在30%?？紤]到這次所選擇的調(diào)壓方式是110KV以上的變壓器，所以在選擇的時(shí)候要考慮到至少是擁有一級電壓的變壓器，故選擇的主變的調(diào)壓變壓器為有載調(diào)壓的方式。4.得出結(jié)論根據(jù)上述的選擇最終覺得采用的三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器的型號為SZ9-6300/35，該型號的容量和技術(shù)方面的參數(shù)諸位為下表：表 7 變壓器容量和技術(shù)參數(shù)主變?nèi)萘縎N=6300KVA型號三相雙繞組有載調(diào)壓降壓變壓器阻抗電壓7.0%聯(lián)接組別-11 Y /（三）斷路器隔離開關(guān)的選擇1. 35kV側(cè)進(jìn)線斷路器

27、和隔離開關(guān)的選擇首先需要明確的是要流入到隔離開關(guān)的最大的持續(xù)的工作電流為如下：Imax=2×STN3UTN=2×200003×35=659.83A對于額定電壓的選擇則為：UNUg=35kv；額定電流的選擇則為：INImax=658.82A；斷開和開啟的電流為：INbrI b=5.3160kA；本次的設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的是35kv，所以采用的是SF6的斷路器，這個(gè)型號的斷路器和傳統(tǒng)的斷路器進(jìn)行對比，SF6所擁有的絕緣和滅弧的介質(zhì)，使得其具有斷口和耐壓高的特性，所以所允許的開關(guān)斷次數(shù)和檢修時(shí)間都比較場，開斷的時(shí)候電流都比較大，使用的壽命比較長，使用的時(shí)候發(fā)出的噪音也比較小

28、，所以選擇的斷路器型號為LW8-35A(T)。下圖為LW8-35A(T)的具體參數(shù)表：表 8 LW8-35A(T)具體參數(shù)表計(jì)算數(shù)據(jù)LW8-35A(T)Ug35kVUN35KVImax659.82AIN1600AIk35.3160KAINbr20KVish13.5582KAidf50KVQk17.8103(KA)2SIt2t1600(KA)2S從以上的表格數(shù)據(jù)可以得知，隔離開關(guān)的設(shè)備所選擇的型號應(yīng)該為GW5-35/1000，所選擇的隔離開關(guān)的電壓和系統(tǒng)電壓為35kv滿足所要設(shè)計(jì)的變電站的設(shè)計(jì)。2.35kv主變壓器測斷路器和隔離開關(guān)的選擇根據(jù)電流計(jì)算的公式可以知道，變壓站在工作的時(shí)候，流過斷路器

29、和隔離開關(guān)時(shí)最大的持續(xù)的電流為如下：Imax=1.05×SN3UN額定電流則為：INI max額定電壓則為：UNUg=35kv電路開端時(shí)電流的選擇為：INbrI b由以上的內(nèi)容可以知道滿足側(cè)斷路器和隔離開關(guān)要求的GW5-35/1000型號的隔離開關(guān)以及型號為LW8-35A(T)的斷路器。因?yàn)檫@兩者的動(dòng)、熱穩(wěn)定的驗(yàn)證是一致的，所以選擇相同的型號，這樣型號的選擇同樣滿足了同類型設(shè)備品種比較少的原則。下圖為千伏開關(guān)柜內(nèi)主要設(shè)備參數(shù)選擇結(jié)果：表 9 10千伏開關(guān)柜內(nèi)主要設(shè)備參數(shù)選擇結(jié)果表設(shè)備名稱型式及主要參數(shù)備注10kV開關(guān)柜10kV斷路器基本參數(shù)12kV，1250A，31.5kA主變進(jìn)線及

30、開關(guān)、分段12kV，1250A，31.5kA出線、電容器接地開關(guān)12kV，31.5kA/4S出線、電容器電流互感器干式，12kV，2×800/5A5P30/5P30/0.2S /0.2S主變開關(guān)干式，12kV，2×800/5A5P30/0.5分段干式，12kV200/5A5P30/0.2S/0.2S電容器干式，12kV，2×300/5A5P30/0.2S/0.2S出線電壓互感器干式，12kV10/3/0.1/3/0.1/3/0.1/30.2/0.5/3P干式，12kV10/3/0.1/3/0.1/3/0.10.2/0.5/3P母設(shè)熔斷器10kV，0.5A，1000

31、MVA母設(shè)避雷器HY5W-17/45電容器及母設(shè)第五章 短路電流的計(jì)算（一）概念在電力系統(tǒng)的具體運(yùn)行過程當(dāng)中，往往是需要考慮到其的在出現(xiàn)各種故障和問題的時(shí)候，電器設(shè)備該如何運(yùn)行。10其中電力系統(tǒng)出現(xiàn)的最常見的問題其實(shí)就是短路，短路的出現(xiàn)會(huì)直接破壞電力系統(tǒng)對于電器設(shè)備的正常使用和供電使用。在眾多的電力系統(tǒng)故障之中，短路是其中比較嚴(yán)重的事故之一，短路其實(shí)指的就是任何不正常的導(dǎo)致發(fā)生和地間或者是相間的情況，導(dǎo)致影響了電力設(shè)備的正常運(yùn)作。而在這次所設(shè)計(jì)的35、10KV的電力系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)發(fā)生短路的基本上是三種情況，分別為兩相、三相、兩相接地和單相接地，其中三相短路也是對稱短路，其他幾種則不是。雖然在電力

32、系統(tǒng)當(dāng)中，發(fā)生單相短路的情況比較多，二相短路的情況比較少，當(dāng)然了三相短路就更少了?？呻m然三相短路發(fā)生的概率不大，可一旦發(fā)生了往往后果是比較嚴(yán)重的，所以應(yīng)該要高度重視。所以本次計(jì)算是從三相短路來計(jì)算的，并以此來檢驗(yàn)電氣設(shè)備穩(wěn)定性情況。（二）計(jì)算目的短路電流的計(jì)算意義重大，其是變電站中電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要一環(huán)，而之所以要計(jì)算短路電流，原因基本是如下幾點(diǎn)：首先是考慮到電氣主接線、導(dǎo)體、電器的比較選擇，然后也有中性點(diǎn)接地方式、軟導(dǎo)線的短路搖擺原因、分裂導(dǎo)線間隔棒的間距的原因，而后也是為了方便檢驗(yàn)接地裝置的接觸電壓以及跨步的電壓。（三）一般規(guī)定在計(jì)算短路電流的時(shí)候一般有如下幾個(gè)規(guī)定：如果是要驗(yàn)收導(dǎo)體以及電

33、器動(dòng)熱穩(wěn)定和電器斷開的時(shí)候的電流，那么計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是所規(guī)劃的容量來計(jì)算，計(jì)算到時(shí)候要考慮電力系統(tǒng)在本期工程建好之后的5到10年之內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃。而在選擇導(dǎo)體和電器所會(huì)用到的短路的電流的時(shí)候，在實(shí)際的電氣連接的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，不能忽視異步電動(dòng)機(jī)會(huì)給電器所帶來的影響。（四）短路涉及到的物理量在短路當(dāng)中所涉及到的物理量主要有周期和非周期的分量、短路的全電流和穩(wěn)態(tài)以及沖擊電流。（1）在變電所正常工作的時(shí)候，三相的系統(tǒng)的對稱開始工作；（2）變電所電源所涉及到的所有的電動(dòng)勢的相位角都是一致的；（3）電力系統(tǒng)當(dāng)中的元件的磁路處于不飽和的狀態(tài)；（4）電力系統(tǒng)中，其中一半的負(fù)荷在高壓母線中，另一半則在系統(tǒng)側(cè)，簡而言之

34、，電源在額定的負(fù)荷當(dāng)中運(yùn)行；（5）發(fā)生電路短路的那一剎那，電流達(dá)到最大值；（6）不需要考量短路電流的電弧阻抗以及變壓器的磁電流；（7）涉及到元件參數(shù)的時(shí)候，一半選擇額定值，不考慮其會(huì)帶來的誤差和需要做出的調(diào)整；（8）輸電的電纜線的容量可以省略不用計(jì)算。（五）計(jì)算電流的過程1.已經(jīng)得知短路的容量，這里得知的數(shù)值為Sd=1000MVA，那么標(biāo)準(zhǔn)基容量則為Si=1000MVA Ui=Uav=1.05UN2.發(fā)生短路的點(diǎn)和系統(tǒng)之間所產(chǎn)生的電抗標(biāo)幺值為：Xs=SiSd3.設(shè)變壓器的電抗標(biāo)幺值為SB，其等于SB=（U%/100)×(SiSd)4.取短路電流的基準(zhǔn)值為Ii，其等于Ii=Si/(3&

35、#215;Vp)5.取短路點(diǎn)的周期分量的有效的標(biāo)幺值為Id，其等于Id=1XI6.出現(xiàn)三相短路電流的有效值為id(3)=Id×Ij7.出現(xiàn)三相短路的時(shí)候沖擊電流為：ich(3)=2.55Id(3)8.出現(xiàn)三相路短路的時(shí)候最大的電流為：ich(3)=1.52×Id(3)9.考慮到設(shè)置的情況為無限容量的系統(tǒng)，所以出現(xiàn)短路的短暫狀態(tài)的話，三相路的短路會(huì)趨于穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)候I(3)=Id（3）10.根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到容量的計(jì)算結(jié)果為：Sd=3J(3)dUp根據(jù)電流的計(jì)算以及后續(xù)對主變?nèi)萘康挠?jì)算可以應(yīng)該選擇的變壓器的型號為SZ9-6300/35，站用變?nèi)萘康淖儔浩餍吞枮镾9-1

36、00/10。第六章 計(jì)算書（一）主變量容量的計(jì)算根據(jù)上訴的資料，可以知道，該變電站的主變?nèi)萘康挠?jì)算為如下：Pi=735+1046+1000+808+1350+920+931+737=7527（kw）Qi=487+471+491+572+297+276+675+496=3765（kvar）S=（PiKp）2+(QiKQ)2 （其中Kp=0.85，KQ=0.95）SN=80%，S=5863.89根據(jù)所計(jì)算的結(jié)構(gòu)可以知道，應(yīng)該選擇的變壓器型號為SZ9-6300/35型變壓器。（二）站用變?nèi)萘空居米內(nèi)萘康挠?jì)算為如下：S200.88+4.50.85+2.70.88+2×110.79+10.50

37、.5+130.8+0.960.69+14+10121.58（KVA）算的SN=80%，S=97.26所以算的應(yīng)該選擇的變壓器型號為S9-100/10。（三）所選擇的變壓器型號和技術(shù)數(shù)據(jù)所選擇的變壓器的型號和技術(shù)數(shù)據(jù)整理成表為下表：表 10 所選變壓器型號和技術(shù)數(shù)據(jù)變壓器型號額定容量KVA額定高電壓KV額定低電壓KV空載損耗KV負(fù)載損耗KW阻抗電壓%空載電流%連接組別SZ9-6300/3563003510.57.0438.77.00.9Y/d11S9-100/10100100.40.291.504.01.6Y/yn0（四）短路電流的計(jì)算所選擇的配電裝置是1035KV的電器和導(dǎo)體，那么要想計(jì)算其在

38、最大運(yùn)行方式之下所通過的電器設(shè)備中所流過的電流，那么就需要選擇兩個(gè)點(diǎn)的短路點(diǎn)，其為下圖：圖 3 短路點(diǎn)圖先假設(shè)這個(gè)系統(tǒng)的無限大容量為無窮，即為Se=，其中，選擇Si=100MVA那么這個(gè)時(shí)候變壓器所得到的電抗標(biāo)幺值則為：UK%Sd100SN=7.0×100×103100×63001.11而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到其電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值則為：SISd=1001000=0.11.當(dāng)K1點(diǎn)出現(xiàn)短路情況時(shí)，可以得到UB=U=37KV而其三條相路所得到的標(biāo)幺值，也可以理解為是有效值則為：Id1.3=Id1.3×Sd3U=3.425×1003 ×3

39、7=5.338三個(gè)相路出現(xiàn)短路時(shí)所能在瞬間得到的最大值為，其實(shí)也可以理解為沖擊電流：ish(3)=2.55×idl(3)=2.55×5.086=13.6119KV三相路在短路的時(shí)候可以達(dá)到的最大的且是有效的電流為Ish，這里為方便計(jì)算將Ksh的取值定位1.8，那么Ish=Id13×1+2(K-1）2=5.338×1.51=8.114（KA） 考慮到無窮容量的體系環(huán)境，對于其出現(xiàn)短路時(shí)，電流的計(jì)算應(yīng)該是I(3)=Id（3）所計(jì)算的三相的短路的容量為：Sd3=3UId3=3×37×5.338=342.475MVA2.而當(dāng)K2出現(xiàn)短路的情況

40、時(shí)，UB=U=10.5KVXT=xT2=1.192=0.595X=XT+XS=0.2+0.595=0.795計(jì)算其短路電流的標(biāo)幺值則為如下：Id*(3)=I*（3）=1X5=10.705=1.258可計(jì)算得的三相短路的基本標(biāo)準(zhǔn)的電流為：Id=Sd3UB=1003×10.5=5.5(KA)而其中三相的短路的電流則為：Id23=Id11-3Id=1.258×5.5=6.919(KA)三項(xiàng)所算得的沖擊的電流為如下：ish=2.55Id23=2.55×6.919=17.64345 而三相的短路所能得到的最大的且有效的電流則為：Ish3=Id23=1+2ksh-12=17.

41、34654×1.51=26.818KA三相路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的短路電流計(jì)算為：Id(3)=I（3）而計(jì)算得其的三相的短路容量則為：Sd3=3 UBId3=3 ×10.5×1=18.186MVA)總結(jié)這次論文我選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是某變電站的電電氣一次部分設(shè)計(jì)，為了寫好這個(gè)課題，我翻閱了大量的資料。但還是遇到了不少的問題，還在大部分問題都慢慢的被解決了。在些論文的整個(gè)過程中，我從對變電站從生疏到了解再到深入研究，終于完成了對35KV的變電站的一次部分設(shè)計(jì)。其中包括了介紹所設(shè)計(jì)變電站建設(shè)規(guī)模，通用設(shè)計(jì)、設(shè)備、造價(jià)應(yīng)用和負(fù)荷預(yù)測表，主接線的設(shè)計(jì)方案，主變的臺(tái)數(shù)和容量的選擇以

42、及短路電流的計(jì)算。本次的設(shè)計(jì)雖然還有很多不足的地方，但基本上是按照變電所設(shè)計(jì)的基本步驟來做的，因此也能達(dá)到一般變電所的性能要求。其中還對新的設(shè)備進(jìn)行了選擇，希望能更好的適應(yīng)當(dāng)前的需求?？偟膩碚f，個(gè)人覺得自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)還是做的比較的合格的，畢竟，更重要的是我從這次的論文中，真的收獲了很多的東西。參考文獻(xiàn)1李生民,賈鐸,肖亞敏.采用新型動(dòng)態(tài)撬棒的DFIG低高電壓連鎖故障穿越技術(shù)研究J.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018(14)2李正生,陳浩,李萌蕊.CD4046中VCO的工作原理與外圍元件試調(diào)選擇J.電子設(shè)計(jì)工程，2018(12)3鄭濤,余青蔚,詹榮榮,于碩.調(diào)相機(jī)接入對發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的影響J.電力系統(tǒng)

43、保護(hù)與控制，2018(04)4陳志勇.繼電保護(hù)光纖通道異?？焖僭\斷處理研究J.電氣技術(shù)，2018(02)5石祥建,牟偉,韓焦,方冰,高森,吳龍,劉為群.大型同步調(diào)相機(jī)控制策略研究J.中國電力，2017(12)6黃文慧,田少雷,董江萍,劉培英.PIC/S檢查員培訓(xùn)體系及對完善我國藥品檢查員培訓(xùn)制度的啟迪J.中國藥事，2017(11)7楊娟娟,賀偉.高壓電纜附件用橡膠的性能考核要求討論J.電線電纜，2017(05)8李娟,姚輝,駱佳勇.烏東德水電站500kV主變壓器型式選擇研究J.云南水力發(fā)電，2017(03)9楊景剛,劉媛,高山,陳曦.高壓斷路器機(jī)械故障診斷技術(shù)J.江蘇電機(jī)工程.2016(02)10葉圣永,程超,唐權(quán),戴松靈,朱國俊.基于BPA的短路電流計(jì)算模式研究J.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015(18)11韓芳旭.基于流固耦合方法的電力變壓器電磁振動(dòng)與噪聲問題研究D.沈